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学习目标　1.理解金属键的实质，知道影响金属键强弱的因素，并能用金属键解释金属的某些典型性质。
2.了解晶体、晶胞的概念，认识金属晶体中微粒间的堆积方式，能从晶胞的角度认识晶体的内部结构，并能用均摊法分析晶胞组成。
一、金属键与金属特性
1.金属键
(1)概念：____________与____________之间强烈的相互作用。
(2)成键微粒：____________和______________________________________。
(3)特征：没有__________性和___________________________________________性。
(4)存在：存在于____________和_______________________________________中。
(5)影响金属键强弱的因素
主要因素有金属的原子半径、单位体积内自由电子数目等。一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。
2.金属的物理性质
(1)良好的导电性：金属中的____________可以在外加电场作用下发生定向运动，从而形成电流。
(2)金属的导热性：是____________在运动时与____________(或金属原子)碰撞而引起能量的交换，从而使能量从____________的区域传到____________的区域，使整块金属达到相同的温度。
(3)良好的延展性：金属键________方向性，当金属受到外力作用时，金属中的____________发生相对滑动而不会破坏____________，金属发生形变但不会断裂，故金属具有良好的延展性。
3.金属的原子化热
(1)含义：金属的原子化热是指________ mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。
(2)意义：衡量金属键的强弱。金属的原子化热数值越大，金属键越________。
(3)金属键的强弱对金属单质物理性质的影响
金属键越强，金属晶体的熔、沸点越________，硬度越________。
1.下列有关金属键的叙述错误的是(　　)
A.自由电子属于整块金属
B.金属键是金属离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用
C.金属键没有饱和性和方向性
D.金属的某些物理性质与金属键有关
2.金属钾、铜的部分结构和性质的数据如下表所示，则下列说法错误的是(　　)
金属名称 K Cu
原子外围电子排布 4s1 3d104s1
原子半径/pm 255 128
原子化热/kJ·mol－1 90.0 339.3
熔点/℃ 63.4 1 083
A.单位体积内自由电子数目：KB.金属键强弱顺序为KC.金属的硬度大小顺序为KD.两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径大小
3.下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是(　　)
A.Mg＞Al＞Ca B.Al＞Na＞Li
C.Al＞Mg＞Ca D.Mg＞Ba＞Al
【题后归纳】
(1)金属晶体、合金的熔、沸点
金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。
(2)判断金属晶体熔、沸点高低、硬度大小的流程
二、金属晶体
1.金属晶体和晶胞
(1)金属晶体：通常条件下，大多数____________形成金属晶体。金属晶体中，金属原子的____________有一定的规律。
(2)晶胞：能够反映晶体结构特征的________________。金属晶体是金属晶胞在空间连续重复延伸而形成的。
2.金属原子在二维空间的排列方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)可有两种方式——非密置层和密置层(如下图所示)。
由图可以看出：密置层放置平面的利用率比非密置层的要高。
3.常见金属晶体的结构
常见金属 Po Cu、Ag、Au、Pd等 Na、K、W、Mo等 Mg、Zn、Ti
堆积方式 简单立方堆积 面心立方堆积 体心立方堆积 六方堆积
结构示意图 INCLUDEPICTURE"T15.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T15.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"T16.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T16.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"T17.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T17.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"T18.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T18.TIF" \* MERGEFORMATINET
配位数 6 12 8 12
配位数：通常把晶体内(或分子内)某一粒子周围最接近的粒子数目称为该粒子的配位数。
4.合金的组成和性质
(1)合金：一种金属与另一种或几种金属(或非金属)的融合体。
(2)合金的性能：通常，多数合金的熔点比它的成分金属的熔点要________，而强度和硬度比它的成分金属要________。
5.均摊法分析晶胞组成
均摊法是指在一个晶胞中按比例均摊出该晶胞中的每个粒子，如某个粒子为n个图形(晶胞)所共有，则该粒子有属于某个图形(晶胞)。
(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算：
(2)六棱柱结构中不同位置的粒子数的计算：
如图所示，六方结构中所含微粒数目为12×＋3＋2×＝6。
(3)正三棱柱形晶体结构中不同位置的粒子数的计算：
6.晶胞的有关计算
(1)计算类型
①计算晶胞中微粒的数目，进而求化学式。
②计算晶胞的质量，进而计算晶体的密度。
③计算晶胞的空间利用率。
④计算晶胞中微粒间的距离或晶胞参数。
(2)计算原理
①求化学式。根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。
②计算密度。利用公式ρ＝，式中N与晶胞的组成有关，M为晶体的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，V为晶胞的体积，其单位为cm3，ρ为晶体的密度，其单位为g/cm3。如图所示为NaCl晶体的晶胞，图中晶胞的边长为a cm，则ρ＝＝ g/cm3。
③晶胞的空间利用率＝×100%。
④计算晶胞参数。立方晶胞中可利用公式V＝＝，V＝a3，得a＝。
1.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物，其晶胞如图所示，则下列表示该化合物的化学式正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"S62.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S62.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.ZXY3 B.ZX2Y6
C.ZX4Y8 D.ZX8Y12
2.硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为(　　)
INCLUDEPICTURE"S61.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S61.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.MgB B.MgB2
C.Mg2B D.Mg3B2
3.金属钠晶体属于体心立方堆积，其晶胞结构如图所示，实验测得钠的密度为ρ(g·cm－3)。已知钠的相对原子质量为a，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为(　　)
INCLUDEPICTURE"T20.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\T20.TIF" \* MERGEFORMATINET
A. B.
C. D.
4.某镍白铜合金的立方晶胞结构如下图所示。若合金的密度为d g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数a＝________(用含d和NA的式子表示)。
INCLUDEPICTURE"课堂达标训练.TIF"
1.下列关于金属性质的叙述正确的是(　　)
A.随原子序数的递增，碱金属单质的熔点逐渐升高
B.属于单质且在固态时能导电的物质不一定是金属
C.金属导电是因为在外电场作用下产生自由电子
D.金属具有金属光泽是因为金属离子吸收可见光并迅速释放
2.下列有关金属的叙述正确的是(　　)
A.金属受外力作用时常常发生形变而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用
B.通常情况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流
C.金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D.金属的导电性随温度的升高而降低
3.铝钠合金有着广泛的应用，现有三种晶体：①铝、②钠、③铝钠合金，它们的熔点从低到高的顺序是(　　)
A.①②③ B.②①③
C.③②① D.③①②
4.下列有关晶胞的叙述正确的是(　　)
A.晶胞的结构就是晶体的结构
B.不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D.已知晶胞的组成就可推知晶体的化学式
5.结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题。
(1)已知下列金属晶体：Na、Po、K、Cu、Mg、Zn、Au，其堆积方式为
①简单立方堆积的是________。
②体心立方堆积的是________。
③六方堆积的是________。
④面心立方堆积的是________。
(2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是________。
A.由分子间作用力形成，熔点很低
B.由共价键结合形成网状晶体，熔点很高
C.固体有良好的导电性、导热性和延展性
第一单元　金属键　金属晶体
一、1.(1)金属离子　自由电子　(2)金属离子　自由电子　(3)方向　饱和　(4)金属单质　合金　2.(1)自由电子　(2)自由电子　金属离子　温度高　温度低　(3)没有　各原子层　金属键
3.(1)1　(2)强　(3)高　大
对点训练
1.B　[金属内部的自由电子不专属于某个特定的金属离子，电子在整块金属中自由运动，把所有金属离子维系在一起，金属键没有饱和性和方向性，A、C项正确；金属键是金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，既包括金属离子与自由电子之间的静电吸引作用，也包括金属离子之间及自由电子之间的静电排斥作用，B项错误；金属的某些物理性质(如具有金属光泽、导电性、导热性、延展性等)与金属键有关，D项正确。]
2.D　[决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大；金属单位体积内自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，而不是金属的最外层电子数目。]
3.C　[金属元素的原子半径越小，外围电子数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高。]
二、1.(1)金属单质　紧密堆积　(2)基本重复单位　4.(2)低　大
对点训练
1.A　[该晶胞中，X原子均位于平行六面体的顶点，故含X的个数为8×＝1；Y原子均位于平行六面体的棱上，故含Y的个数为12×＝3；Z原子位于平行六面体内部，故含Z的个数为1，则该化合物的化学式为ZXY3，A项正确。]
2.B　[棱柱内硼原子数为6，均属于这个晶胞。镁原子位于上、下面心(2个)及12个顶点，共有镁原子数为2×＋12×＝3，则镁、硼原子个数之比为1∶2。]
3.C　[在该晶胞中，Na原子位于立方体的顶点和体心，则含有Na原子的个数为8×＋1＝2，即1个晶胞中含2个Na原子。已知体对角线上的三个原子相切，故该晶胞的边长为， 则晶胞的密度ρ＝＝，故钠原子半径r＝。]
4. cm
解析　该晶胞中，N(Cu)＝6×＝3，N(Ni)＝8×＝1，根据晶体密度计算式得 g＝d g·cm－3×a3，解得a＝ cm。
课堂达标训练
1.B　[随原子序数的递增，碱金属元素的原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，金属单质的熔点逐渐降低，A项错误；硅、石墨都能导电，但不属于金属，B项正确；在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向运动，从而形成电流，使金属具有导电性，C项错误；金属具有金属光泽是因为自由电子跃迁时能够吸收和反射可见光，使得金属具有金属光泽，D项错误。]
2.D
3.C　[三种晶体中，一般合金的熔点低于各组成金属单质的熔点，而铝与钠比较，钠的熔、沸点较低。]
4.D　[晶胞是能够反映晶体结构特征的基本重复单位，A项错误；相同晶体中，晶胞的大小和形状完全相同；不同晶体中，晶胞的大小和形状不一定相同，B项错误；晶胞中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C项错误；利用均摊法可计算晶胞的组成，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式，D项正确。]
5.(1)①Po　②Na、K　③Mg、Zn
④Cu、Au　(2)C
解析　(1)简单立方堆积的空间利用率太低，只有金属Po采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方堆积按ABAB……方式堆积，面心立方堆积按ABCABC……方式堆积，六方堆积常见金属为Mg、Zn、Ti，面心立方堆积常见金属为Cu、Ag、Au。(2)C项是金属的通性。(共71张PPT)
第一单元 金属键 金属晶体
专题3 微粒间作用力与物质性质
1.理解金属键的实质，知道影响金属键强弱的因素，并能用金属键解释金属的某些典型性质。
2.了解晶体、晶胞的概念，认识金属晶体中微粒间的堆积方式，能从晶胞的角度认识晶体的内部结构，并能用均摊法分析晶胞组成。
学习目标
一、金属键与金属特性
二、金属晶体
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、金属键与金属特性
对点训练
1.金属键
(1)概念：__________与__________之间强烈的相互作用。
(2)成键微粒：__________和__________。
(3)特征：没有______性和________。
(4)存在：存在于__________和______中。
(5)影响金属键强弱的因素
主要因素有金属的原子半径、单位体积内自由电子数目等。一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。
金属离子
自由电子
金属离子
自由电子
方向
饱和性
金属单质
合金
2.金属的物理性质
(1)良好的导电性：金属中的__________可以在外加电场作用下发生定向运动，从而形成电流。
(2)金属的导热性：是__________在运动时与__________ (或金属原子)碰撞而引起能量的交换，从而使能量从________的区域传到________的区域，使整块金属达到相同的温度。
(3)良好的延展性：金属键______方向性，当金属受到外力作用时，金属中的__________发生相对滑动而不会破坏________，金属发生形变但不会断裂，故金属具有良好的延展性。
自由电子
自由电子
金属离子
温度高
温度低
没有
各原子层
金属键
3.金属的原子化热
(1)含义：金属的原子化热是指____ mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。
(2)意义：衡量金属键的强弱。金属的原子化热数值越大，金属键越____。
(3)金属键的强弱对金属单质物理性质的影响
金属键越强，金属晶体的熔、沸点越____，硬度越____。
1
强
高
大
1.下列有关金属键的叙述错误的是(　　)
A.自由电子属于整块金属
B.金属键是金属离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用
C.金属键没有饱和性和方向性
D.金属的某些物理性质与金属键有关
B
解析　金属内部的自由电子不专属于某个特定的金属离子，电子在整块金属中自由运动，把所有金属离子维系在一起，金属键没有饱和性和方向性，A、C项正确；金属键是金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，既包括金属离子与自由电子之间的静电吸引作用，也包括金属离子之间及自由电子之间的静电排斥作用，B项错误；金属的某些物理性质(如具有金属光泽、导电性、导热性、延展性等)与金属键有关，D项正确。
2.金属钾、铜的部分结构和性质的数据如下表所示，则下列说法错误的是(　　)
D
金属名称 K Cu
原子外围电子排布 4s1 3d104s1
原子半径/pm 255 128
原子化热/kJ·mol－1 90.0 339.3
熔点/℃ 63.4 1 083
A.单位体积内自由电子数目：KB.金属键强弱顺序为KC.金属的硬度大小顺序为KD.两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径大小
解析　决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大；金属单位体积内自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，而不是金属的最外层电子数目。
3.下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是(　　)
A.Mg＞Al＞Ca B.Al＞Na＞Li
C.Al＞Mg＞Ca D.Mg＞Ba＞Al
解析　金属元素的原子半径越小，外围电子数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高。
C
【题后归纳】
(1)金属晶体、合金的熔、沸点
金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。
(2)判断金属晶体熔、沸点高低、硬度大小的流程
二、金属晶体
对点训练
1.金属晶体和晶胞
(1)金属晶体：通常条件下，大多数__________形成金属晶体。金属晶体中，金属原子的__________有一定的规律。
(2)晶胞：能够反映晶体结构特征的______________。金属晶体是金属晶胞在空间连续重复延伸而形成的。
金属单质
紧密堆积
基本重复单位
2.金属原子在二维空间的排列方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)可有两种方式——非密置层和密置层(如下图所示)。
由图可以看出：密置层放置平面的利用率比非密置层的要高。
3.常见金属晶体的结构
常见 金属 Po Cu、Ag、 Au、Pd等 Na、K、 W、Mo等 Mg、Zn、Ti
堆积方式 简单立方堆积 面心立方堆积 体心立方堆积 六方堆积
结构示意图
配位数 6 12 8 12
配位数：通常把晶体内(或分子内)某一粒子周围最接近的粒子数目称为该粒子的配位数。
4.合金的组成和性质
(1)合金：一种金属与另一种或几种金属(或非金属)的融合体。
(2)合金的性能：通常，多数合金的熔点比它的成分金属的熔点要____，而强度和硬度比它的成分金属要____。
低
大
5.均摊法分析晶胞组成
(2)六棱柱结构中不同位置的粒子数的计算：
(3)正三棱柱形晶体结构中不同位置的粒子数的计算：
6.晶胞的有关计算
(1)计算类型
①计算晶胞中微粒的数目，进而求化学式。
②计算晶胞的质量，进而计算晶体的密度。
③计算晶胞的空间利用率。
④计算晶胞中微粒间的距离或晶胞参数。
(2)计算原理
①求化学式。根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。
1.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物，其晶胞如图所示，则下列表示该化合物的化学式正确的是(　　)
A
A.ZXY3 B.ZX2Y6
C.ZX4Y8 D.ZX8Y12
2.硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为(　　)
B
A.MgB B.MgB2
C.Mg2B D.Mg3B2
3.金属钠晶体属于体心立方堆积，其晶胞结构如图所示，实验测得钠的密度为ρ(g·cm－3)。已知钠的相对原子质量为a，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为(　　)
C
4.某镍白铜合金的立方晶胞结构如下图所示。若合金的密度为d g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数a＝
____________(用含d和NA的式子表示)。
课堂达标训练
1.下列关于金属性质的叙述正确的是(　　)
A.随原子序数的递增，碱金属单质的熔点逐渐升高
B.属于单质且在固态时能导电的物质不一定是金属
C.金属导电是因为在外电场作用下产生自由电子
D.金属具有金属光泽是因为金属离子吸收可见光并迅速释放
B
解析　随原子序数的递增，碱金属元素的原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，金属单质的熔点逐渐降低，A项错误；硅、石墨都能导电，但不属于金属，B项正确；在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向运动，从而形成电流，使金属具有导电性，C项错误；金属具有金属光泽是因为自由电子跃迁时能够吸收和反射可见光，使得金属具有金属光泽，D项错误。
2.下列有关金属的叙述正确的是(　　)
A.金属受外力作用时常常发生形变而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用
B.通常情况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流
C.金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D.金属的导电性随温度的升高而降低
D
3.铝钠合金有着广泛的应用，现有三种晶体：①铝、②钠、③铝钠合金，它们的熔点从低到高的顺序是(　　)
A.①②③ B.②①③
C.③②① D.③①②
解析　三种晶体中，一般合金的熔点低于各组成金属单质的熔点，而铝与钠比较，钠的熔、沸点较低。
C
4.下列有关晶胞的叙述正确的是(　　)
A.晶胞的结构就是晶体的结构
B.不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D.已知晶胞的组成就可推知晶体的化学式
解析　晶胞是能够反映晶体结构特征的基本重复单位，A项错误；相同晶体中，晶胞的大小和形状完全相同；不同晶体中，晶胞的大小和形状不一定相同，B项错误；晶胞中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C项错误；利用均摊法可计算晶胞的组成，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式，D项正确。
D
5.结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题。
(1)已知下列金属晶体：Na、Po、K、Cu、Mg、Zn、Au，其堆积方式为
①简单立方堆积的是________。
②体心立方堆积的是________。
③六方堆积的是________。
④面心立方堆积的是________。
Po
Na、K
Mg、Zn
Cu、Au
解析　简单立方堆积的空间利用率太低，只有金属Po采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方堆积按ABAB……方式堆积，面心立方堆积按ABCABC……方式堆积，六方堆积常见金属为Mg、Zn、Ti，面心立方堆积常见金属为Cu、Ag、Au。
(2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是________。
A.由分子间作用力形成，熔点很低
B.由共价键结合形成网状晶体，熔点很高
C.固体有良好的导电性、导热性和延展性
C
解析　C项是金属的通性。
课后巩固训练
选择题只有一个选项符合题意
1.下列关于金属键的叙述中不正确的是(　　)
A.合金中也存在金属键
B.在化学键中，有阳离子必有阴离子
C.金属键没有方向性和饱和性
D.构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动
B
2.金属的下列性质中，不能用金属键理论解释的是(　　)
A.易传热 B.加工易变形但不碎
C.易锈蚀 D.易导电
C
3.金属晶体能传热的原因(　　)
A.因为金属晶体的紧密堆积
B.因为金属键是电子与电子之间的作用
C.金属晶体中含自由移动的电子
D.金属晶体中含自由移动的离子
解析　金属具有良好的导热性是因为自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换；答案为C。
C
4.下列说法中正确的是(　　)
①金属镁的熔点高于金属铝　②碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐升高　③金属铝的硬度大于金属钠　④金属镁的硬度大于金属钙
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析　离子半径：r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且在晶体中铝离子带的电荷数大于镁离子，故熔点：铝高于镁，①错误，同理可知②错误。
C
5.下列关于金属晶体的说法正确的是(　　)
A.用铂金做首饰不能用金属键理论解释
B.不同金属晶体中金属键的强度不同
C.Li、Na、K的熔点逐渐升高
D.金属导电和熔融电解质导电的原理一样
解析　用铂金做首饰，主要是因为铂金具有金属光泽，具有延展性，金属具有光泽是因为金属中的自由电子能够吸收可见光，可用金属键理论解释，A错误；不同金属晶体原子半径大小不同，金属键的强度不同，B正确；碱金属元素原子的半径越大，金属键越弱，则其单质的熔、沸点越低，故熔点：Li＞Na＞K，C错误；金属导电依靠的是自由移动的电子，熔融电解质导电依靠的是自由移动的离子，二者导电原理不一样，D错误。
B
6.(2023·通化梅河口五中高二期末)X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如图所示，该晶体的化学式为(　　)
D
A.Na3N B.AlN C.Mg3N2 D.Cu3N
7.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况如图所示，则该晶体的化学式可表示为(　　)
B
A.A2B B.AB
C.AB2 D.A3B
解析　由该晶体一截面上原子的排布情况可知，每一
个A原子周围有4个B原子，每一个B原子周围有4个A原子。故该晶体的化学式可表示为AB。
8.下列关于体心立方堆积晶体(如图所示)的结构的叙述中正确的是(　　)
C
A.是密置层的一种堆积方式
B.晶胞是六棱柱
C.每个晶胞内含2个原子
D.每个晶胞内含6个原子
9.对于某晶胞(如图所示)的描述错误的是(　　)
C
A.该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体
B.该晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各有一个原子
C.平均每个晶胞中有14个原子
D.平均每个晶胞中有4个原子
10.钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如右图所示。该晶体的化学式为(　　)
B
A.VO3 B.VO2
C.V2O3 D.V2O4
11.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积。a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，a、b、c三种晶胞内金属原子个数比为(　　)
A
A.3∶2∶1 B.11∶8∶4
C.9∶8∶4 D.21∶14∶9
解析　a中，顶点占晶胞的1/6，面心占晶胞的1/2，体内全部属于晶胞，金属原子个数为12×1/6＋2×1/2＋3＝6，b中顶点占晶胞的1/8，面心占晶胞的1/2，金属原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4，c中金属原子个数为8×1/8＋1＝2，因此金属原子个数比为6∶4∶2＝3∶2∶1，故A正确。
12.某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是(　　)
B
13.CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。
(1)如图表示的是________(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。
CuCl
(2)如图所示的晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，
则该晶体的密度为________________________ g·cm－3。(列出计算式即可)
XY2或Y2X
(2)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数
的值为NA，则晶体中两个X之间最近的距离为____________ cm。
B级　素养培优练
15.云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
B
A.晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3∶1
B.铜镍合金是含有金属键的化合物
C.Ni原子核外有2个未成对电子
D.镍白铜晶体具有较大的硬度
16.(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图1所示，该氯化物的化学式是________。
CuCl
(2)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。
16
(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图2为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。
2
BN
(4)某晶体结构模型如图3所示。该晶体的化学式是________，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________个、________个。
CoTiO3　
6
12
(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图4所示，顶点和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为__________(填字母)。
A.Ti14C13 B.TiC C.Ti14C4 D.Ti4C3
A
解析 由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成。选项A正确。
17.已知A是空气中含量最高的元素，F元素原子的外围电子排布为(n－1)d10ns1，且n－1电子层上无空轨道。请回答下列问题：
(1)如图甲、乙是两种金属晶体的晶胞结构。
①F的单质晶体的晶胞结构是图________(填
“甲”或“乙”)，每个F原子周围有______
个紧邻的原子。
②已知F的单质的晶胞边长为a pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则F原子的半
径＝________ pm，F的单质晶体的密度计算式为__________ g·cm－3。
乙
12
解析　根据题给信息可推知A、F分别为N、Cu。
(2)A与F形成的某化合物晶体的晶胞结构如图丙所示，该晶体的化学式为________。
Cu3N
18.钛(Ti)、镍(Ni)、镧(La)、铝(Al)等金属在储氢材料方面有广泛的用途。
(1)图a可表示金属钛的晶体结构示意图，则每个Ti原子周围有________个紧邻的Ti原子，其每个晶胞中含有________个Ti原子。
12
2
(2)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，该合金储氢后的晶胞结构如图b所示。1 mol镧形成的该合金能储存________ mol氢气。
1.5
(3)Al晶体中微粒之间的作用力为________；晶胞模型可用图c表示，用Al的微粒半径(rAl)写出Al晶体的空间利用率(晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率)的表
达式及计算结果：________________________。
金属键作业7　金属键　金属晶体
(分值:80分)
A级　合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~12题,每题4分,共48分)
1.下列关于金属键的叙述中不正确的是 (　　)
合金中也存在金属键
在化学键中,有阳离子必有阴离子
金属键没有方向性和饱和性
构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动
2.金属的下列性质中,不能用金属键理论解释的是 (　　)
易传热 加工易变形但不碎
易锈蚀 易导电
3.金属晶体能传热的原因 (　　)
因为金属晶体的紧密堆积
因为金属键是电子与电子之间的作用
金属晶体中含自由移动的电子
金属晶体中含自由移动的离子
4.下列说法中正确的是 (　　)
①金属镁的熔点高于金属铝　②碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐升高　③金属铝的硬度大于金属钠　④金属镁的硬度大于金属钙
①② ②③
③④ ②④
5.下列关于金属晶体的说法正确的是 (　　)
用铂金做首饰不能用金属键理论解释
不同金属晶体中金属键的强度不同
Li、Na、K的熔点逐渐升高
金属导电和熔融电解质导电的原理一样
6.(2023·通化梅河口五中高二期末)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如图所示,该晶体的化学式为 (　　)
Na3N AlN
Mg3N2 Cu3N
7.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况如图所示,则该晶体的化学式可表示为 (　　)
A2B AB
AB2 A3B
8.下列关于体心立方堆积晶体(如图所示)的结构的叙述中正确的是 (　　)
是密置层的一种堆积方式
晶胞是六棱柱
每个晶胞内含2个原子
每个晶胞内含6个原子
9.对于某晶胞(如图所示)的描述错误的是 (　　)
该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体
该晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各有一个原子
平均每个晶胞中有14个原子
平均每个晶胞中有4个原子
10.钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如右图所示。该晶体的化学式为 (　　)
VO3 VO2
V2O3 V2O4
11.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式:六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积。a、b、c分别代表这三种晶胞的结构,a、b、c三种晶胞内金属原子个数比为 (　　)
3∶2∶1 11∶8∶4
9∶8∶4 21∶14∶9
12.某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞结构图,图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 (　　)
该晶胞的体积为a3×10-36 cm-3
K和Sb原子数之比为3∶1
与Sb最邻近的K原子数为4
K和Sb之间的最短距离为a pm
13.(3分)CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。
(1)(1分)如图表示的是　　　　(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。
(2)(2分)如图所示的晶胞中C、D两原子核间距为298 pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为　　　　　　 g·cm-3。(列出计算式即可)
14.(3分)某晶体的晶胞结构如图所示。X()位于立方体的顶点,Y()位于立方体的体心。试分析:
(1)(1分)晶体的化学式为　　　　。
(2)(2分)设该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个X之间最近的距离为　　　　 cm。
B级　素养培优练
15.(4分)云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 (　　)
晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3∶1
铜镍合金是含有金属键的化合物
Ni原子核外有2个未成对电子
镍白铜晶体具有较大的硬度
16.(9分)(1)(1分)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图1所示,该氯化物的化学式是　　　　。
(2)(1分)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有　　　　个铜原子。
(3)(2分)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,如图2为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为　　　　,该功能陶瓷的化学式为　　　　。
(4)(3分)某晶体结构模型如图3所示。该晶体的化学式是　　　　,在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为　　　　个、　　　　个。
(5)(2分)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子,如图4所示,顶点和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化学式为　　　　　　　　　　　　　　 填字母)。
A.Ti14C13 B.TiC
C.Ti14C4 D.Ti4C3
17.(7分)已知A是空气中含量最高的元素,F元素原子的外围电子排布为(n-1)d10ns1,且n-1电子层上无空轨道。请回答下列问题:
(1)(5分)如图甲、乙是两种金属晶体的晶胞结构。
①F的单质晶体的晶胞结构是图　　　　(1分)(填“甲”或“乙”),每个F原子周围有　　　　　　(1分)个紧邻的原子。
②已知F的单质的晶胞边长为a pm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则F原子的半径=　　　　(1分) pm,F的单质晶体的密度计算式为　　　　(2分) g·cm-3。
(2)(2分)A与F形成的某化合物晶体的晶胞结构如图丙所示,该晶体的化学式为　　　　。
18.(6分)钛(Ti)、镍(Ni)、镧(La)、铝(Al)等金属在储氢材料方面有广泛的用途。
(1)(2分)图a可表示金属钛的晶体结构示意图,则每个Ti原子周围有　　　　个紧邻的Ti原子,其每个晶胞中含有　　　　个Ti原子。
(2)(1分)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表,该合金储氢后的晶胞结构如图b所示。1 mol镧形成的该合金能储存　　　　 mol氢气。
(3)(3分)Al晶体中微粒之间的作用力为　　　　(1分);晶胞模型可用图c表示,用Al的微粒半径(rAl)写出Al晶体的空间利用率(晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率)的表达式及计算结果:　　　　　　　　　　　　　　　　 　(2分)。
作业7　金属键　金属晶体
1.B　2.C
3.C　[金属具有良好的导热性是因为自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换；答案为C。]
4.C　[离子半径：r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且在晶体中铝离子带的电荷数大于镁离子，故熔点：铝高于镁，①错误，同理可知②错误。]
5.B　[用铂金做首饰，主要是因为铂金具有金属光泽，具有延展性，金属具有光泽是因为金属中的自由电子能够吸收可见光，可用金属键理论解释，A错误；不同金属晶体原子半径大小不同，金属键的强度不同，B正确；碱金属元素原子的半径越大，金属键越弱，则其单质的熔、沸点越低，故熔点：Li＞Na＞K，C错误；金属导电依靠的是自由移动的电子，熔融电解质导电依靠的是自由移动的离子，二者导电原理不一样，D错误。]
6.D　[X失去1个电子后形成的X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，则其原子电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，为29号元素铜；晶胞中Cu＋位于棱心，一个晶胞中Cu＋数目为12×＝3，N3－位于晶胞顶点，一个晶胞中N3－数目为8×＝1，则其化学式为Cu3N。]
7.B　[由该晶体一截面上原子的排布情况可知，每一个A原子周围有4个B原子，每一个B原子周围有4个A原子。故该晶体的化学式可表示为AB。]
8.C　[晶体为体心立方堆积，是非密置层的一种堆积方式，其中有8个位于顶点的原子和1个位于体心的原子，晶胞内含有8×＋1＝2个原子，选项C正确。]
9.C　[在该晶胞顶点和六个面的面心处都有一个原子，平均每个晶胞中含有的原子数＝8×＋6×＝4。]
10.B　[由晶胞结构可知，V位于晶胞的顶点和体心，V的个数为1＋8×＝2；有4个O位于晶胞面上，2个O位于晶胞内部，则O的个数为4×＋2＝4，则该晶体的化学式为VO2，故选B。]
11.A　[a中，顶点占晶胞的1/6，面心占晶胞的1/2，体内全部属于晶胞，金属原子个数为12×1/6＋2×1/2＋3＝6，b中顶点占晶胞的1/8，面心占晶胞的1/2，金属原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4，c中金属原子个数为8×1/8＋1＝2，因此金属原子个数比为6∶4∶2＝3∶2∶1，故A正确。]
12.B　[该晶胞的边长为a×10－10 cm，故晶胞的体积为(a×10－10 cm)3＝a3×10－30 cm3，A项错误；该晶胞中K的个数为12×＋9＝12，Sb的个数为8×＋6×＝4，故K和Sb原子数之比为3∶1，B项正确；以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项错误；K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的，即a pm，D项错误。]
13.(1)CuCl　(2)
解析　(1)该晶胞中Cl的个数为8×＋6×＝4，Cu的个数为4，则该晶体的化学式为CuCl，题图表示的是CuCl的晶胞。(2)D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点C的连线处于晶胞的体对角线上，且C、D两原子核间距为体对角线长的，设晶胞的边长为a，则C、D两原子核间距为a，则a＝pm，已知1个晶胞中含有4个CuCl，则晶胞的密度为＝ g·cm－3。
14.(1)XY2或Y2X　(2)
解析　(1)利用均摊法分析，该晶胞中X的个数为4×＝，Y的个数为1，则X与Y的个数比为1∶2，故晶体的化学式为XY2或Y2X。(2)由题意知，该晶胞中含有个XY2或Y2X，设晶胞的边长为a cm，则有ρ＝＝，a＝，则晶体中两个X之间最近的距离为a cm＝ cm。
15.B　[晶胞中Cu处于面心，Ni处于顶点，Cu原子数目为6×＝3，Ni原子数目为8×＝1，则晶胞中Cu与Ni原子数目之比为3∶1，A项正确；合金是混合物，不是化合物，B项错误；Ni的原子序数为28，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d轨道上有2个未成对电子，C项正确；一般而言，合金的硬度比单组分金属的大，熔点比单组分金属的低，D项正确。]
16.(1)CuCl　(2)16　(3)2　BN
(4)CoTiO3　6　12　(5)A
解析　(1)晶胞中灰球代表的微粒4个，白球代表的微粒6×＋8×＝4个，所以化学式为CuCl。(2)晶胞中含氧原子个数为×8＋×6＋4＝8，则该晶胞中铜原子数目是氧原子的2倍，即16个。(3)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为4×＋4×＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋2×＋2×＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该陶瓷的化学式为BN。(4)晶胞中含有O：6×＝3个，含Co：8×＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的体心，其周围距离最近的O原子位于6个面的中心，所以周围距离最近的O原子数目为6个；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12个。(5)由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成。选项A正确。
17.(1)①乙　12　②a　×1030
(2)Cu3N
解析　根据题给信息可推知A、F分别为N、Cu。
(1)①铜为面心立方堆积，因此Cu晶体的晶胞结构为图乙，每个Cu原子周围紧邻的Cu原子的个数为3×8×＝12。②设Cu原子半径为r pm，a与r存在的关系如图。故2a2＝(4r)2，r＝a。晶胞中Cu原子数目为8×＋6×＝4，则该晶胞的质量m＝4× g，该晶胞的体积V＝(a×10－10 cm)3＝a3×10－30 cm3，晶体密度ρ＝m/V＝×1030 g·cm－3。(2)根据图丙可知，该晶胞中N的数目为8×＝1，Cu的数目为12×＝3，故化学式为Cu3N。
18.(1)12　2　(2)1.5　(3)金属键　×100%≈74%
解析　(1)由图a可知，每个Ti原子周围有12个紧邻的Ti原子，金属Ti的晶胞结构为，每个晶胞中含有的Ti原子个数为8×＋1＝2。(2)由晶胞结构知，1个晶胞中含有La的个数为8×＝1，含有Ni的个数为8×＋1＝5，含有H的个数为8×＋2×＝3，因此1 mol La形成的该合金能储存1.5 mol H2。(3)Al为金属晶体，晶体中微粒之间的作用力为金属键。设晶胞的棱长为x，则2x2＝(4rAl)2，所以x＝2rAl，晶胞的体积V＝(2rAl)3，晶胞内Al原子的体积为4×πr，则Al晶体的空间利用率为×100%≈74%。

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